為妥善保護這批壁畫真跡，陜西歷史博物館在1991年修建了壹座現代化的壁畫觀摩庫。壁畫保存於由電子控制的推拉式組合櫃內。庫內采光選用無紫外線光源，由中央空調控制濕度、溫度，全年庫內溫度保持在18℃至20℃，濕度為55%至60%，對壁畫具有良好的收藏和保管功能。但這不便於研究和對外開放。
唐代壁畫珍品館籌建辦公室副主任翟戰勝介紹，新建成的壁畫館裏大宗設備全部從意大利購買，展櫃是恒溫恒濕的最先進展櫃，就連玻璃也是防紫外線的夾膠玻璃，密封性非常好，通過溫濕度控制就為壁畫提供了相對獨立的良好保存環境。壁畫館內的光是紫外冷光源，24小時獨立運行空調保持恒溫，而且今後可能會給每幅壁畫安裝無線傳輸系統，對溫度、濕度、光照等進行實時監控。服務設施方面，配套有高清數字影院，制作了影片《大唐記憶》；配置了觸摸查詢系統、自動講解系統，幫助觀眾了解展出壁畫。